基于戊二醛偶联技术制备脲酶-Au-MMP“双面神”酶驱动马达及其运动性能

采用磁控溅射技术在磁性微球的半球上溅射Au层,得到Au-磁性微球(MMP)粒子;在Au侧依次偶联半胱胺、戊二醛(GA)和脲酶制备脲酶-Au-MMP“双面神”酶驱动马达;并采用场发射扫描电子显微镜、能谱仪和光学显微镜对马达形貌、成分以及运动性能进行表征。结果表明:脲酶-Au-MMP马达呈“双面神”结构,Au侧表面粗糙;C和Fe元素均匀分布在整个球体上,Au元素只分布在马达的半球上;脲酶不对称修饰在马达的半球上;尿素燃料浓度的提高可以有效提高马达的运动速率,当尿素浓度为10mmol/L时,其运动速率可达3.75μm/s;马达是以磁性微球作为基体,其运动方向可以通过外部磁场的进行精确控制。

PPy—COOH/PPy/Ni/Pt多层管状微米马达的制备及其运动性能

利用模板辅助的电化学沉积法成功制备出PPy—COOH/PPy/Ni/Pt多层管状微米马达。实验优化了聚吡咯层的电化学沉积条件:最优电荷沉积量和最优电镀液单体浓度分别为0.5 C和74 mmol·L-1。采用场发射扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、3,3′,5,5′-四甲基联苯胺-辣根过氧化物酶(TMBHRP)显色法和光学显微镜对所得管状微米马达的形貌、成分以及运动性能进行表征。SEM图像显示,马达呈中空单锥型,且外表面光滑、内表面粗糙;EDS能谱分析结果表明,C、N、Ni和Pt元素分布于马达中;TMB-HRP显色反应表明,所得管状微米马达外表面含有羧基;运动性能分析表明,燃料浓度的提高可以有效提高管状微米马达的运动速率,当燃料体积分数为4%时,其运动速率可达485μm·s-1。此外,马达的运动方向可以通过外部的磁场进行控制。

自驱动微纳米马达的设计原理与结构简化方法

自驱动微纳米马达由于其自主运动特性,在药物运输、生物传感、细胞分离、微手术和环境治理等方面有着重要的应用前景.本文通过分析自驱动微纳米马达的气泡反冲和自泳等各种驱动机理,指出设计制备自驱动微纳米马达的关键是在微纳米粒子周围构建非对称场;重点综述了自驱动微纳米马达从双面神结构和多层管状结构到各向异性单组分结构和各向同性粒子的结构演变与简化历程,并对其发展和应用前景做出了展望.